CN108950297A - 一种适用于高温工作环境的高强度钛合金 - Google Patents

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江静
蒋荣军
陈杰
候宇鑫
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Abstract

本发明公开了一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 2.5‑3.5%，V 6.0‑9.0%，Ni 0.2‑0.5%，W 1.0‑1.5%，Co 1.2‑1.8%，Sn 0.8‑1.5%，Cr 3.0‑4.5%，B 0.5‑0.8%，Mo 0.5‑0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质；本发明的钛合金在800℃条件下仍具有非常好的强度，并且其抗氧化性能优良；常温下的抗拉强度为920‑950MPa；在800℃条件下，抗拉强度为720‑745MPa。

Description

一种适用于高温工作环境的高强度钛合金
技术领域
本发明涉及一种钛合金材料技术领域，尤其涉及一种适用于高温工作环境的高强度钛合金。
背景技术
钛合金由于其优异的性能，在航空航天领域具有广泛的应用。随着航空、航天飞行器飞行速度的增加，对飞行器结构部件使用温度的要求越来越高，常规的钛合金已经不能满足使用温度对材料的要求，因此需要发展新型的耐热温度在600℃，甚至是800℃以上的轻质耐高温钛合金材料。
目前市场上的钛合金以Ti-Al-Sn-Zr-Mo-S系钛合金占主导低温，但这些合金的使用温度都在600℃以下。因此，有必要研发一种适用于800℃以上高温工作环境的高强度钛合金。
发明内容
基于背景技术存在的技术问题，本发明提出了一种适用于800℃以上高温工作环境的高强度钛合金。
本发明的技术方案如下：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 2.5-3.5%，V 6.0-9.0%，Ni 0.2-0.5%，W 1.0-1.5%，Co 1.2-1.8%，Sn 0.8-1.5%，Cr 3.0-4.5%，B0.5-0.8%，Mo 0.5-0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选的，所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3.0%，V 7.0%，Ni 0.4%，W 1.2%，Co 1.5%，Sn 0.9%，Cr 3.8%，B 0.7%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选的，所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 2.5%，V 9.0%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.2%，Sn 1.5%，Cr 3.0%，B 0.8%，Mo 0.5%，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选的，所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3.5%，V 9.0%，Ni 0.5%，W 1.0%，Co 1.8%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选的，所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3.2%，V 6.0%，Ni 0.3%，W 1.5%，Co 1.5%，Sn 0.85%，Cr 3.5%，B 0.8%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
优选的，所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分：Al 3.5%，V 7.5%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.4%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
本发明的适用于高温工作环境的高强度钛合金的制备方法，包括以下步骤：
A、分别按配方称取纯度在99.7%以上的各元素粉末、高纯铝锭和海绵钛；
B、将各原料用真空自耗电极电弧熔炼法熔炼得到高温钛合金铸锭；
C、在1050-1100℃的高温下经三次以上变形，然后在800-850℃条件下保温处理2-3h，自然冷却即可。
本发明的有益之处在于：
1、本发明的钛合金在800℃条件下，仍具有非常好的强度，并且其抗氧化性能优良；
2、本发明的钛合金由于加入了B元素，并调节各添加元素的比例，形成了金属硼化物，得到的钛合金的晶粒直径小于5μm，故常温下的抗拉强度为920-950MPa；在800℃条件下，抗拉强度为720-745MPa；
3、本发明的钛合金制备方法简单，原料的配比也不复杂，是一种高强度、耐高温性能好的钛合金新材料，市场前景广阔。
附图说明
图1：实施例1制备的钛合金在800℃条件下循环氧化105h后放大的表面形貌。
具体实施方式
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金的制备方法，包括以下步骤：
A、分别按配方称取纯度在99.7%以上的各元素粉末、高纯铝锭和海绵钛；
B、将各原料用真空自耗电极电弧熔炼法熔炼得到高温钛合金铸锭；
C、在1050-1100℃的高温下经三次以上变形，然后在800-850℃条件下保温处理2-3h，自然冷却即可。
实施例1：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分： Al 3.0%，V7.0%，Ni 0.4%，W 1.2%，Co 1.5%，Sn 0.9%，Cr 3.8%，B 0.7%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
实施例2：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分： Al 2.5%，V9.0%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.2%，Sn 1.5%，Cr 3.0%，B 0.8%，Mo 0.5%，余量为Ti和不可避免的杂质。
实施例3：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分： Al 3.5%，V9.0%，Ni 0.5%，W 1.0%，Co 1.8%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。
实施例4：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分： Al 3.2%，V6.0%，Ni 0.3%，W 1.5%，Co 1.5%，Sn 0.85%，Cr 3.5%，B 0.8%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
实施例5：
一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，包括以下重量百分比的成分： Al 3.5%，V7.5%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.4%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
以下为常温和800℃条件下，实施例1-5制备的钛合金的物性：
检测数据只针对上述检测样品。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 2.5-3.5%，V 6.0-9.0%，Ni 0.2-0.5%，W 1.0-1.5%，Co 1.2-1.8%，Sn 0.8-1.5%，Cr3.0-4.5%，B 0.5-0.8%，Mo 0.5-0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质；所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，常温下的抗拉强度为920-950MPa；在800℃条件下，抗拉强度为720-745MPa。
2.如权利要求1所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 3.0%，V 7.0%，Ni 0.4%，W 1.2%，Co 1.5%，Sn 0.9%，Cr 3.8%，B 0.7%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
3.如权利要求1所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 2.5%，V 9.0%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.2%，Sn 1.5%，Cr 3.0%，B 0.8%，Mo 0.5%，余量为Ti和不可避免的杂质。
4.如权利要求1所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 3.5%，V 9.0%，Ni 0.5%，W 1.0%，Co 1.8%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.8%，余量为Ti和不可避免的杂质。
5.如权利要求1所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 3.2%，V 6.0%，Ni 0.3%，W 1.5%，Co 1.5%，Sn 0.85%，Cr 3.5%，B 0.8%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
6.如权利要求1所述的适用于高温工作环境的高强度钛合金，其特征在于，包括以下重量百分比的成分：Al 3.5%，V 7.5%，Ni 0.2%，W 1.5%，Co 1.4%，Sn 0.8%，Cr 4.5%，B 0.5%，Mo 0.6%，余量为Ti和不可避免的杂质。
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